提供一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路和运算放大电路，所述检测电路将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路，所述运算放大电路的REF引脚接地。本实用新型专利技术通过将运算放大电路的REF引脚接地，可以排除检测放大电路对偏值的不确定影响，便于进行温度补偿，而且其加温时间有了显著减小，输出温度特性也间接得到改善，简化结构，减少了元器件的数量，间接改善微加计的温度特性。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】提供一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路和运算放大电路，所述检测电路将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路，所述运算放大电路的REF引脚接地。本技术通过将运算放大电路的REF引脚接地，可以排除检测放大电路对偏值的不确定影响，便于进行温度补偿，而且其加温时间有了显著减小，输出温度特性也间接得到改善，简化结构，减少了元器件的数量，间接改善微加计的温度特性。【专利说明】微机械加速度计检测放大电路的优化结构
本技术属微惯性仪表
，具体涉及一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，主要应用于机载导航系统、武器制导及民用各类微机械加速度计(以下简称微加计)的研制及批量生产。
技术介绍
微加计的检测放大电路包括两个部分:检测电路和运算放大电路(见图2)。它们是系统电路的最前级，其性能会对微加计输出造成直接影响。由图2可看出，运算放大电路2中的REF为参考电压输入点，其变化将会通过放大器以K倍(放大器放大倍数)的形式反映在信号输出上。如果REF引脚上的电压存在漂移，就会影响微结构电气零位，进而影响微加计偏值输出电压以及加温时间。目前国产微加计普遍存在加温时间长、温度漂移大等问题，极大地影响了其科研和工程化生产进程，也限制了其在军用、民用领域的应用范围，上述问题极需解决改进。
技术实现思路
本技术解决的技术问题:提供一种微机械加速度计检测放大电路的优化结构，通过将运算放大电路的REF引脚接地，可以排除检测放大电路对偏值的不确定影响，便于进行温度补偿，而且其加温时间有了显著减小，输出温度特性也间接得到改善，简化结构，减少了元器件的数量，间接改善微加计的温度特性。 本技术采用的技术方案:微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路和运算放大电路，所述检测电路将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路，所述运算放大电路的REF引脚接地。 本技术与现有技术相比将微加计的检测放大电路进行了改进，简化了设计，减少了元器件的数量，缩短了调试和生产周期，降低了生产成本。同时改善了微加计的温度特性，缩短了加温时间，提高了产品合格率和可靠性，对微加计的工程化生产具有实际意义。 【专利附图】【附图说明】 图1为本技术的工作原理示意图； 图2为现有技术中检测放大电路原理示意图； 图3为本技术中的检测放大电路原理示意图； 图4为现有技术中REF引脚接地前Uref值示意图； 图5为现有技术中REF引脚接地前偏值示意图； 图6为本技术中REF引脚接地后偏值示意图； 图7为微加计改进前加温时间示意图； 图8为本技术加温时间示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图描述本技术的实施例。 微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路I和运算放大电路2，所述检测电路I将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路2，所述运算放大电路2的REF引脚接地。 微加计闭环系统主要由表头组件(含敏感质量块的微结构)、检测放大电路和反馈电路等几部分组成。其工作原理见图1，当加速度输入作用于敏感质量块m形成惯性力，使微结构上电容极板发生位移，产生电容变化AC。检测放大电路将电容变化△(:转变为电压变化△ V，反馈电路产生负反馈电压，加到微结构上以平衡惯性力的作用，形成闭环系统。 本方案是对其中的检测放大电路进行改进，检测放大电路包括2个部分:检测电路I和运算放大电路2(见图2)。它们是系统电路的最前级，其性能会对微加计输出造成直接影响。由图2可看出，运算放大电路2中的REF为参考电压输入点，其变化将会通过放大器以K倍(放大器放大倍数)的形式反映在信号输出上。如果REF引脚上的电压存在漂移，就会影响微结构电气零位，进而影响微加计偏值输出电压以及加温时间。所以，需要对REF发生电路做出处理。改进电路(见图3)中，我们将REF引脚接地，得到了较好的效果。 下面以某微加计为例，对采用两种检测电路方案的结果进行比较。试验方法为:在室温(约25°C)下给微加计通电后，迅速置于75°C恒温箱内，并用数据采集系统测量各测试点的输出电压。 I)对偏值温度特性的影响，见图4?图6。图中试验微加计的标度因数为200mV/g ;采样时间40min。 由图4可以看到，从室温至75°C，REF引脚接地前其上的电压变化了近0.7mV。通过放大器放大(按放大器放大系数为11倍估算)，将会对偏值造成SmV左右(约40mg)的影响；对比图4和图5，当微加计与环境温度达到平衡后(试验开始1200s后)，UKEF(图4)存在微幅漂移，导致偏值输出(图5)不稳定；再对照图5和图6，接地前微加计偏值温漂(稳定值与起始值的差)约为46mV，接地后微加计偏值输出快速稳定，偏值温漂约为54mV，接地前后Uref的电压变化对偏值输出影响约为8mV。(注:环境温度变化时，微机械结构的材料特性和检测放大电路的变化均会对偏值产生影响，对某个偏值电压而言，二者的影响可能是正电压也可能是负电压，不能简单认为上文中的REF引脚接地后微加计偏值温漂54mV比接地前的46mV大，微加计温度特性变差了，这只是说明，对于这只微加计，检测放大电路的影响为负电压。)由此得出结论，REF引脚上的电压变化对偏值影响较大，引脚接地后可以排除检测放大电路对偏值的不确定影响，便于进行温度补偿，可间接改善微加计的温度特性。 2)对加温时间的影响:加温时间指在规定环境温度下，加速度计自通电工作开始至输出稳定时所经过的时间。取I只微加计在恒温25°C的环境下，进行加温时间的试验，改进前后的测试结果分别见图7和图8。图中信号采样时间30min，采样频率0.5Hz。) 微加计在改进后加温时间减小为改进前的1/4，且提高了输出稳定性。试验证明，按此方案对微加计电路进行改进后，其加温时间有了显著减小，输出温度特性也可间接得到改善，而且简化了设计，减少了元器件的数量，可降低生产成本，提高产品可靠性。此方法若应用在微加计的实际生产中，将会取得良好的效果。 上述实施例，只是本技术的较佳实施例，并非用来限制本技术实施范围，故凡以本技术权利要求所述内容所做的等效变化，均应包括在本技术权利要求范围之内。【权利要求】1.微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路(I)和运算放大电路(2)，所述检测电路(I)将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路(2)，其特征在于:所述运算放大电路(2)的REF引脚接地。【文档编号】G01P15/00GK204086301SQ201420568185【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年9月29日 优先权日:2014年9月29日 【专利技术者】张蔚, 刘敬涛, 刘小舟, 马让奎, 刘欣, 闫瑞 申请人:陕西宝成航空仪表有限责任公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
微机械加速度计检测放大电路的优化结构，包括检测电路(1)和运算放大电路(2)，所述检测电路(1)将有加速度输入时的微结构电容差转换为电压差输入到运算放大电路(2)，其特征在于：所述运算放大电路(2)的REF引脚接地。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张蔚，刘敬涛，刘小舟，马让奎，刘欣，闫瑞，
申请(专利权)人：陕西宝成航空仪表有限责任公司，
类型：新型
国别省市：陕西;61
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